Publication: Control activo del ruido radiado por estructuras bidimensionales
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Publication Date
2004
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Universidad Complutense de Madrid, Servicio de Publicaciones
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Abstract
El objetivo fundamental de la tesis es el diseño y validación experimental de un sistema de control activo acústico estructural (CAAE), para reducir el ruido de baja frecuencia radiado por una placa delgada en condiciones de contorno simple. Gran parte de la investigación se dedica al estudio y comparación experimental de las prestaciones de control que ofrecen diferentes sensores de error, acústicos y estructurales puntuales y distribuidos. El trabajo contribuye con el diseño teórico e implementación práctica de un sensor modal, diseñado para medir el desplazamiento volúmico de la placa considerada, en un margen de baja frecuencia. Dicho sensor está formado por dos tiras de PVDF en cruz, cuyas geometrías son proporcionales a las formas propias de la placa, estimadas con la modelización de la respuesta estructural del prototipo. La respuesta en frecuencias de dicho sensor, una vez adherido a la estructura, confirma la validez del planteamiento teórico realizado para su diseño. El prototipo CAAE optimizado consta de unos componentes acústicos-estructurales y electrónicos, para reducir la radiación de campo lejano. Con una fuente primaria de fuerza (vibrador) se excita la placa en resonancia y en vibración forzada. La señal de referencia utilizada para informar al controlador de las características de la vibración primaria es la propia señal de excitación. Se utiliza la salida de cada uno de los sensores de error citados como función de coste a minimizar. Uno o dos actuadores piezoeléctricos dobles, posicionados simétricamente sobre la placa, ejercen la vibración secundaria para contrarresta la inicial, con el fin de reducir la radiación acústica. El controlador, por medio de algoritmos y filtros de control, procesa las señales de entrada (referencia y error) y genera la señal que alimenta las fuentes secundarias. El control CAAE implementado es satisfactorio en todos los casos analizados y revela que el sensor distribuido diseñado es idóneo para este tipo de aplicaciones. Se comprueba también que el control tradicional, con un altavoz como fuente de control y un micrófono de error, es menos apropiado. Con el trabajo se pretende profundizar en los mecanismos y prestaciones del control en estructuras sencillas, y asentar las bases para futuras extrapolaciones a problemas 2D más complejas.
Description
Tesis de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, leída el 14-03-2002